Lettre PIGB 13 - Les précipitations en France

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Les précipitations en France au XXème siècle

Extrait de la Lettre n°13 Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)		Les précipitations de l'hémisphère nord ont augmenté au cours du XXème siècle. Qu'en est-il en France? Les cumuls annuels sont en hausse sur la plupart des régions disponibles et la répartition annuelle a changé. Changements climatiques et précipitations Les précipitations, avec une confiance comprise entre 90 et 99%, ont augmenté de 0.5 à 1% par décennie au cours du 20ème siècle sur la plupart des surfaces continentales des latitudes moyennes et hautes de l'hémisphère nord (IPCC, 2001 : Summary for Policymakers, a report of Working Group 1 of the Intergovernmental Panel on Climate Change, http://www.ipcc.ch). Météo-France dispose maintenant de séries de cumuls de précipitations homogénéisés qui permet d'établir un diagnostic à une échelle plus fine. Recherche, numérisation et homogénéisation des données anciennes L'effort s'est accru à partir de 1994 pour enrichir le patrimoine climatologique français, en particulier sur les moyennes mensuelles de températures minimales et maximales et les cumuls mensuels de précipitation. La période 1880-1950 jusque là pauvre en données a ainsi pu être comblée en données numérisées. Cependant, l'étude des évolutions climatiques à partir des longues séries de données brutes est hasardeuse : postes non continus, ruptures liées aux changements de capteurs ou aux modifications de l'environnement de mesure, etc. L'homogénéisation des longues séries est apparue rapidement comme une étape indispensable. Le programme d'homogénéisation PRODIGE dont la base statistique a été développée à la Direction de la Climatologie de Météo-France [Mestre 2000] a été utilisé. A la différence d'autres méthodes, celle-ci permet de détecter et corriger un nombre a priori inconnu de ruptures et ne s'appuie pas sur une série "régionale" de référence. La disponibilité et la qualité des données de base limitent la répartition des séries de précipitations à 40 départements. Cela représente 226 séries centenaires pour lesquelles 977 ruptures ont été détectées et corrigées. Certaines périodes critiques (années 20, guerres) souffrent de reconstitutions importantes. L'Amplitude Minimale des ruptures Détectable (un diagnostic fourni par PRODIGE qui donne une idée de la qualité des séries homogénéisées) des séries de cumuls de précipitations se situe aux environs de 10% du cumul annuel.
1 : Coefficient de Spearman des cumuls annuels de précipitations		Principaux résultats sur les cumuls annuels de précipitations Des cumuls annuels plutôt à la hausse La figure 1 montre les coefficients de Spearman calculés sur l'ensemble des séries 1901-2000. Le coefficient de Spearman est établi à partir de la corrélation entre le rang initial des cumuls annuels et celui dans la série ordonnée (corrélation des rangs). Un coefficient de +1 signifie que chaque cumul est supérieur à celui de l'année précédente, quelle que soit la forme du modèle d'évolution en jeu. La présence ou non du zéro à l'intérieur de l'intervalle de confiance à 95% permet de distinguer les tendances non significatives des autres. La plupart des séries présentent des cumuls annuels en augmentation. Aucune baisse n'est significative. Les baisses non significatives se situent préférentiellement au sud. Les hausses significatives se situent autour d'une ligne allant de la région parisienne aux Pyrénées, sans que l'on puisse avancer d'explication.
2 : Evolution des cumuls annuels des précipitations		Si on considère les 40 séries départementales (une série par département, moyenne de toutes les autres), on s'affranchit de l'inégale densité de postes d'un département à l'autre. Si on effectue une régression linéaire de (y=cumul annuel) en (x=date) sur chacune des séries départementales, la pente de la droite d'ajustement est appelée tendance. Elle peut être exprimée en pourcentage du cumul annuel de chaque série. Elle offre une approche quantitative de l'évolution des précipitations tandis que la précédente approche (Spearman) est surtout qualitative. On note sur la France 20 séries dont les tendances sont comprises entre 5 et 15% du cumul annuel, 11 en dessous et 9 au-dessus. L'exemple de Paris Montsouris (figure 2) illustre cette hausse des cumuls annuels, et bien entendu la forte variabilité d'une année sur l'autre. Sur la période 1878-2000, la moyenne est de 595.5 mm/an, le minimum est de 269.5 mm en 1921 et le maximum de 900.8 mm en 2000. La tendance est de 90.1 mm/siècle, soit 15% du cumul annuel.
3 : Coefficient de Spearman des cumuls saisonniers de précipitations		Une modification de la répartition dans l'année La figure 3 présente les coefficients de Spearman pour chaque saison et chaque série. On note : au printemps : une sécheresse s'accentuant sur le sud du territoire (avec même quelques baisses significatives des cumuls de précipitations). Les hausses des cumuls de précipitations du Lot et de l'Ariège apparaissent atypiques. en été : une sécheresse marquée sur la moitié sud (avec quelques baisses significatives des cumuls de précipitations). Les précipitation à la hausse du Lot et de l'Ariège apparaissent également atypiques. Au nord, on trouve encore une majorité de séries de cumuls en baisse. en automne : les baisses des cumuls de précipitations se concentrent sur les Bouches du Rhône, la partie ouest des Pyrénées la Lozère et la Gironde. en hiver : la quasi-totalité des coefficients de Spearman traduisent une hausse des cumuls.
		Le tableau 1 illustre de nouveau les disparités intra-annuelles sur les tendances. Sur les séries départementales on pourra donc isoler deux saisons caractéristiques. En hiver on ne trouve que des cumuls en augmentation, ces augmentations sont significatives pour un tiers d'entre elles. En été, on note une majorité de baisses (65%), dont aucune cependant n'est significative. L'automne et le printemps présentent des résultats intermédiaires. Les caractéristiques de l'automne le rapprochent plutôt de l'hiver (majorité de hausses). Celles du printemps le rapprochent plutôt de l'été (encore un tiers de baisse). L'été est la seule saison avec une majorité de baisses. Conclusion Les résultats sur les longues séries françaises de cumuls de précipitations sont plus difficiles à mettre en évidence que ceux concernant les températures (exposés dans la lettre PIGB-PMRC n°12 de juin 2001) : la répartition des postes n'est pas homogène, les coefficient de Spearman sont en général non significatifs et les tendances de l'ordre de l'amplitude des ruptures pouvant subsister dans chaque série. On obtient cependant des résultats présentant une cohérence spatiale assez bonne. Les précipitations présentent des tendances en bordure de significativité : plutôt à la hausse et plutôt sur les saisons déjà pluvieuses. Seul l'été présente une majorité de cumuls en baisse sur la période 1901-2000. En hiver, presque tous les cumuls sont à la hausse. Les autres saisons, les cumuls en baisse se situent plutôt au sud du territoire. La hausse des précipitations hivernales est le résultat le plus marquant. Associé à celles des températures, l'augmentation des précipitations décrit un cycle hydrologique qui s'accélère. La sécheresse au sud du territoire, illustrée par certains cumuls en baisse, est amplifiée par la hausse des températures. Pour le 21ème siècle, le réchauffement prévue selon les modèles et les scenarii d'émissions de gaz s'étale entre 1.5 et 6°C. Les résultats des modèles concernant les précipitations sont plus incertains, les échelles convectives étant représentées de manière simplifiée. L'ensemble des modèles s'accordent, au moins d'un point de vue qualitatif, à prévoir une activation du rythme hydrologique et donc des régions humides plus humides (zone équatoriale ou aux moyennes latitudes) et des régions sèches , éventuellement plus sèches (vers 30°N ou 30°S) [Le Treut, communication personnelle]. Contact : Jean-Marc Moisselin - jean-marc.moisselin@meteo.fr Meteo-France - Division Climat/DEV